Datenbank - Sicherheit

Datenbanken designen

Der Erste Schritt liegt immer im Erstellen der Datenbank, außer Sie wollen eine bereits existierende Dritter verwenden. Ist eine Datenbank erstellt, ist sie einem Eigentümer zugewiesen, welcher das Kommando zum Erstellen ausgeführt hat. Gewöhnlich kann nur der Eigentümer (oder ein Superuser) alles mit den Objekten in dieser Datenbank machen, und um anderen Benutzern die Verwendung zu erlauben, müssen Rechte vergeben werden.

Applikationen sollten sich mit der Datenbank nie als deren Eigentümer oder als ein Superuser verbinden, da diese Benutzer jede gewollte Abfrage ausführen können, um z.B. das Schema zu modifizieren (z.B. Tabellen löschen) oder den gesamten Inhalt löschen.

Sie können verschiedene Datenbanknutzer mit sehr limitierten Rechten auf Datenbankobjekte für jeden Aspekt Ihrer Applikation anlegen. Nur die wirklich benötigten Rechte sollten gewährt werden, und vermeiden Sie, dass der gleiche Benutzer in verschiedenen Anwendungsfällen mit der Datenbank interagieren kann. Das heißt, dass Eindringlinge, welche unter Verwendung einer dieser Referenzen Zugriff auf Ihre Datenbank erlangt haben, nur so viele Änderungen durchführen können, wie es Ihre Applikation kann.

Implementieren Sie nicht alle Geschäftslogik in die Webapplikation (z.B. Ihr Skript), sondern tun Sie das im Datenbankschema unter Verwendung von Sichten, Triggern, oder Regeln. Wenn sich das System entwickelt, werden neu zu öffnende Ports zu der Datenbank vorgesehen, und Sie müssen die Logik in jedem Datenbank-Client neu implementieren. Überdies können Trigger verwendet werden, um transparent und automatisch mit Feldern umzugehen, welche beim debuggen Ihrer Applikation oder beim Zurückverfolgen von Transaktionen oft einen Einblick gewähren.

Zur Datenbank verbinden

Vielleicht wollen Sie die Verbindungen über SSL herstellen, um die Client/Server Kommunikation für eine erhöhte Sicherheit zu verschlüsseln, oder aber auch ssh verwenden, um die Netzwerkverbindung zwischen den Clients und dem Datenbankserver zu verschlüsseln. Ist eines davon realisiert, wird ein Monitoring Ihres Verkehrs und das Erlangen von Informationen zu harter Arbeit.

Verschlüsseltes Speichermodell

SSL/SSH schützt zwar die gerade auf dem Weg befindlichen Daten vom Client zum Server, jedoch nicht die dauernd in einer Datenbank gespeicherten Daten. SSL ist ein "auf-der-Leitung" Protokoll.

Hat ein Angreifer direkten Zugriff auf Ihre Datenbank (den Webserver umgehend), können die gespeicherten heiklen Daten aufgedeckt oder zweckentfremdet werden, außer wenn die Information von der Datenbank selbst geschützt ist. Die Daten zu verschlüsseln ist ein guter Weg, diese Gefahr zu mildern, doch bieten nur wenige Datenbanken diese Art der Verschlüsselung von Daten.

Der einfachste Weg, dieses Problem zu umgehen ist, erst einmal Ihr eigenes Verschlüsselungspaket zu erstellen, und dieses dann in Ihren PHP Skripten zu nutzen. PHP kann Ihnen in diesem Fall mit seinen verschiedenen Erweiterungen helfen, wie z.B. Mcrypt and Mhash, welche eine große Auswahl an Verschlüsselungsalgorhythmen abdecken. Das Skript verschlüsselt die Daten vor dem Speichern, und entschlüsselt diese wieder beim Erhalt. Siehe die Verweise für weitere Beispiele, wie Verschlüsselung arbeitet.

Im Fall von wirklich versteckten Daten, wenn deren unverfälschte Repräsentation nicht nötig ist (z.B. keine Anzeige), ist hashing ebenfalls überlegenswert. Das bekannte Beispiel für das Hashing ist das Speichern des MD5 hash eines Passwortes in einer Datenbank, anstatt des Passwortes selbst. Siehe auch crypt() und md5().

// Speichern des Passwort hash
$query  = sprintf("INSERT INTO users(name,pwd) VALUES('%s','%s');",
            addslashes($username), md5($password));
$result = pg_exec($connection, $query);

// Afragen, ob der User das richtige Passwort übermittelt hat
$query = sprintf("SELECT 1 FROM users WHERE name='%s' AND pwd='%s';",
            addslashes($username), md5($password));
$result = pg_exec($connection, $query);

if (pg_numrows($result) > 0) {
    echo "Welcome, $username!";
}
else {
    echo "Authentication failed for $username.";
}

SQL Injection

Viele Entwickler sind sich nicht bewusst, wie man sich an SQL Abfragen zu schaffen machen kann und nehmen an, dass eine SQL Abfrage ein vertrauenswürdiges Kommando ist. Das heißt, dass SQL Abfragen Zugriffskontrollen hinters Licht führen, und dadurch Standard Authentifizierungs- und Authorisationschecks umgehen können, und manchmal können SQL Abfragen sogar Zugriff zu Kommandos auf Betriebssystemebene erlauben.

Direkt SQL Command Injection ist eine Technik, wo ein Angreifer SQL Kommandos erstellt oder existierende verändert, um versteckte Daten sichtbar zu machen, wertvolle Daten zu überschreiben, oder sogar gefährliche Kommandos auf Systemebene des Datenbank-Hosts auszuführen. Dies wird durch die Applikation erreicht, welche den Input des Benutzers mit statischen Parametern kombiniert, um eine SQL Abfrage zu erstellen. Die folgenden Beispiele basieren - leider - auf wahren Begebenheiten.

Dank dem Mangel an Input Validierungen, und dem Verbinden zum Datenbankserver als ein Superuser oder jemand der Benutzer anlegen kann, kann ein Angreifer einen Superuser in Ihrer Datenbank anlegen.

Beispiel 4-6. Die Ergebnisliste in mehrere Seiten aufsplitten ... und Superuser anlegen (PostgreSQL and MySQL) $offset = argv[0]; // Vorsicht, keine Validierung des Input ! $query = "SELECT id, name FROM products ORDER BY name LIMIT 20 OFFSET $offset;"; // mit PostgreSQL $result = pg_exec($conn, $query); // mit MySQL $result = mysql_query($query);

Normale Benutzer klicken auf die 'nächste' bzw. 'vorige' Links, wo $offset in der URL enthalten ist. Das Skript erwartet, dass die ankommende $offset einen Dezimalwert enthält. Ganz gleich, jemand versucht einzubrechen, indem er das folgende in einer urlencode()'d Form an die URL anhängt

// Im Fall von PostgreSQL
0;
insert into pg_shadow(usename,usesysid,usesuper,usecatupd,passwd)
    select 'crack', usesysid, 't','t','crack'
    from pg_shadow where usename='postgres';
--

// Im Fall von MySQL
0;
UPDATE user SET Password=PASSWORD('crack') WHERE user='root';
FLUSH PRIVILEGES;

Ein gangbarer Weg um Passwörter zu finden ist, Ihre Seiten mit den Suchergebnissen hinters Licht zu führen. Der Angreifer braucht nur zu probieren, ob irgendeine übertragene Variable, die in dem SQL Statement verwendet wird, nicht richtig gehandhabt wird. Diese Filter können gewöhnlich in einer vorausgehenden Form gesetzt werden, indem WHERE, ORDER BY, LIMIT und OFFSET Klauseln in SELECT Statements umgebaut werden. Wenn Ihre Datenbank das UNION Konstrukt unterstützt, kann der Angreifer versuchen, eine komplette Abfrage an das Original anzuhängen, um Paßwörter aus einer willkürlichen Tabelle aufzulisten. Die Verwendung von verschlüsselten Passwortfeldern wird ausdrücklich empfohlen.

Beispiel 4-7. Artikel auflisten ... und ein paar Passwörter (irgendein Datenbankserver) $query = "SELECT id, name, inserted, size FROM products WHERE size = '$size' ORDER BY $order LIMIT $limit, $offset;"; $result = odbc_exec($conn, $query);

Der statische Teil der Abfrage kann mit einem anderen SELECT Statement kombiniert werden, welches alle Passwörter preisgibt

'
union select '1', concat(uname||'-'||passwd) as name, '1971-01-01', '0' from usertable;
--

SQL UPDATEs sind ebenfalls ein Anlass, Ihre Datenbank anzugreifen. Diese Abfragen sind auch durch das Ändern und Anhängen einer komplett neuen Abfrage gefährdet. Aber der Angreifer könnte auch mit der SET Klausel herumspielen. In diesem Fall muss eine Schemainformation vorhanden sein, um die Abfrage erfolgreich manipulieren zu können. Diese kann durch Untersuchen der Variablennamen im Formular, oder simpel mittels brute force gesammelt werden. Es gibt nicht so viele Namenskonventionen für Felder, welche Passwörter oder Benutzernamen speichern.

Beispiel 4-8. Vom Zurücksetzen eines Passwortes ... zum Erlangen von mehr Rechten (irgendein Datenbankserver) $query = "UPDATE usertable SET pwd='$pwd' WHERE uid='$uid';";

Aber ein böswilliger Benutzer übermittelt den Wert ' or uid like'%admin%'; -- zu $uid, um das Administrator Passwort zu ändern, oder setzt einfach $pwd auf "hehehe', admin='yes', trusted=100 " (mit dem hinteren Leerzeichen), um mehr Rechte zu erhalten. Dann wird die Abfrage verdreht:

// $uid == ' or uid like'%admin%'; --
$query = "UPDATE usertable SET pwd='...' WHERE uid='' or uid like '%admin%'; --";

// $pwd == "hehehe', admin='yes', trusted=100 "
$query = "UPDATE usertable SET pwd='hehehe', admin='yes', trusted=100 WHERE ...;"

Ein furchterregendes Beispiel, wie der Zugriff auf Kommandos auf Betriebssystemebene bei manchen Datenbankservern erfolgen kann.

Beispiel 4-9. Angriff auf das Betriebssystem des Datenbank Hosts (MSSQL Server) $query = "SELECT * FROM products WHERE id LIKE '%$prod%'"; $result = mssql_query($query);

Wenn ein Angreifer den Wert a%' exec master..xp_cmdshell 'net user test testpass /ADD' -- zu $prod überträgt, wird $query zu:

$query  = "SELECT * FROM products 
                    WHERE id LIKE '%a%' 
                    exec master..xp_cmdshell 'net user test testpass /ADD'--";
$result = mssql_query($query);